10781

10781

بررسي تجربي و عددي تأثير روش‌هاي مختلف ايجاد ترك اوليه روي چقرمگي شكست سنگ

كارشناسي ارشد

مكانيك - طراحي جامدات

آبان ماه 1391

آبان ماه 1391

دكتر مجيد رضا آيت اللهي

دكتر امين ميراحمدي

ارزيابي چقرمگي شكست در مواد مهندسي، از موضوعات مهم در كاربردهاي مختلف عملي مي‌باشد. به منظور انجام كارهاي تجربي و آزمايشگاهي در زمينه‌ي مكانيك شكست لازم است كه پيش از انجام آزمايش چقرمگي شكست، در قطعه يك ترك اوليه ايجاد گردد. روش‌هاي معدودي براي ايجاد ترك مصنوعي اوليه در نمونه هاي سنگي (به عنوان يك ماده ترد) وجود دارد. هدف ما در اين تحقيق مقايسه نتايج چقرمگي شكست با استفاده از روش‌هاي مختلف ايجاد ترك و همچنين پيشنهاد قطعه نيمه ديسك ترك دار به عنوان يك نمونه استاندارد مي‌باشد. در اين تحقيق مجموعه اي از آزمايش‌هاي چقرمگي شكست مود I بر روي سنگ سفيد كريستالي با استفاده از قطعه نيمه ديسك با ترك مركزي انجام مي‌شود. ترك چندين نمونه به صورت مستقيم و مابقي با استفاده از يك تيغه اره الماسي دوراني ايجاد مي‌گردد. در نمونه با ترك مستقيم، رابطه -اي سودمند با كمك روش اجزاء محدود به منظور ارزيابي ضريب شدت تنش بي بعد در مود I شكست آن ارائه مي‌شود. نمونه نيمه ديسك با ترك چوروني تاكنون كمتر مورد توجه قرار گرفته است. بنابراين، دو روش تحليلي رياضي به منظور بدست آوردن ضريب شدت تنش بحراني و چقرمگي شكست از اين نمونه پيشنهاد مي‌شود و با نتايج آزمايشگاهي و عددي مقايسه مي‌گردد. در بخشي ديگر از اين پايان نامه روش ناحيه چسبناك، به عنواني روشي جديد در بررسي طول ترك بحراني و ضريب شدت تنش مينيمم بي بعد در نمونه هاي چوروني شكل ارائه مي‌شود. نتايج عددي و تجربي نشان از دقت بالاي روابط تحليلي و رياضي استخراج شده دارد كه قابليت‌هاي قطعه آزمايشگاهي نيمه ديسك ترك دار را آشكارتر مي‌نمايد. همچنين مشاهده مي‌شود كه چقرمگي شكست مود I خالص در حالتي كه ترك به صورت چوروني ايجاد مي‌گردد از حالتي كه ترك به صورت مستقيم ايجاد مي‌شود، از پراكندگي كمتري برخوردار هستند. واژه‌هاي كليدي: چقرمگي شكست، ضريب شدت تنش، قطعه نيمه ديسك ترك دار، ماده سنگي